桥梁施工中预应力技术的应用分析

谭 春 腾

(湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳 421002)

1 工程概况

该桥梁全长3.011 km，设置(72+128+72) m预应力混凝土双线连续梁，连续梁全长273.5 m，边支座横桥向中心距6.2 m，中支座横桥向中心距6.2 m。箱梁钢筋分为普通钢筋和预应力钢筋。预应力筋分横向、竖向、水平三个方向设置，纵向预应力筋设置在顶板、腹板以及底板上，横向预应力筋设在顶板上，竖向预应力筋设在腹板上。

2 预应力施工技术的优点

2.1 对提高桥梁质量具有重要作用

大跨度桥梁工程极其复杂，而且施工难度很大。所以对预应力施工技术提出了更高的要求。只有保证优良的技术，才能实现优质桥梁的目标。总的来说，这项技术关系到整个桥梁工程的质量，也是保证桥梁安全的重要措施，因此，它必须摆在重要的位置。

2.2 增加桥梁的安全性能

在桥梁施工过程中，要把安全放在首位。然而，在大跨度桥梁工程中，由于施工技术难度较大，桥梁施工中存在诸多问题，威胁着桥梁的安全。因此，有必要从整体上提高桥梁的技术质量。只有全面提高施工技术，才能保证桥梁的安全性能。其次，应注意桥梁工程原材料的选择，并定期对方案进行评审，防止事故发生。

3 公路桥梁预应力施工技术的应用

3.1 穿束

预应力筋除纵向预应力在混凝土浇筑后穿束，安装孔道时应穿入横向预应力。在预应力穿束前，通常可采用高压风清洁孔内的灰尘和杂物，同时横向筋在进行混凝土浇筑施工前穿入，应用人工结合的方式进行纵向筋穿束，整个过程如下所示：

1)应用人工操作方式，先将单根钢绞线传入到孔内，并从另一个孔口位置拉出。

2)利用前面穿好的钢绞线牵引钢丝绳完成穿束。

3)在钢丝绳一端设置钩，并将其钩在钢束端部的钢环之内。

4)运用卷扬机拖拉钢丝绳，使之收紧，并将钢绞线从另一端拉出。

3.2 张拉设备

张拉应用到的设备主要有千斤顶和油泵。在本次工程项目中纵向预应力张拉应用的是500 t液压千斤顶，且为其配置高压电动油泵；而在竖向预应力张拉中采用60 t千斤顶进行张拉，并选择配套油泵。油压表的选用：选用防震型油压表，且表盘直接大于150 mm，精度不小于0.4级。

3.3 张拉控制

1)在进行张拉的过程中，先完成腹板束，然后依次完成顶底板束，且按照从外到内、先长索后短索、对称性原则进行。采用两端同步张拉，左右对称进行，最大不平衡束不能超过1束。

2)采用双控预应力措施，预应力值主要根据油压表读数，校核预应力伸长值，预应力钢束在使用前进行张拉、锚固试验，同时对之做喇叭口摩阻试验、管道摩阻试验，对预应力瞬时损失数值做具体测量，保证预施应力具有较高的准确性。

3)在完成预应力筋的张拉施工之后，应对锚具做封堵处理，同时保证在48 h内完成压浆操作。

3.4 张拉顺序

纵向预应力两端同步张拉，左右对称。张拉顺序应先完成腹板束，最后依次完成顶底板束，且按照从外到内、先长索后短索、对称性原则进行，同时应先完成纵向预应力筋张拉，然后再进行竖向张拉。且在张拉的过程中坚持“三同心两同步”的原则，也就是需保证锚具与锚垫之间保持同心、保证锚垫板与管道之间保持同心、保证千斤顶与锚之间处于同心，此外确保现浇箱梁两侧两端在张拉上面的同步。

3.5 张拉施工

预施应力分阶段一次张拉完成，同时保证其强度和弹性模量达到规定标准，通常为设计标准的90%，且在完成浇筑不小于5 d之后，对之进行张拉施工，预施应力大小主要根据油压表读数来确定，且在整个过程中应保证两端位置的拉伸长度保持一致。

钢绞线的回缩测量应在张拉过程中进行(中跨合龙段预应力分两阶段完成，待混凝土强度达到设置强度50%，按照400 MPa张拉控制应力预张部分钢束，在混凝土强度达到100%以后再把临时束张拉控制应力补齐)。

3.5.1纵向预应力

纵向预应力张拉由千斤顶设备完成，总体顺序为先完成腹板束，然后完成顶底板束，按照从外到内、先长索后短索、对称性原则张拉。

3.5.2预应力筋张拉

在进行预应力筋张拉时，主要应用双控措施，张拉力和伸长量应同时控制，整个张拉过程应严格按照设计要求进行，张拉过程中应进行伸长量的观测，如果伸长量存在不足，应查明其具体的原因，然后进行补张拉处理，同时在此过程中应注意观察是否存在滑丝、断丝的情况。

3.5.3实际伸长量计算

Δ=(ΔL3-ΔL1)+(ΔL2-ΔL1)。

其中，ΔL1,ΔL2,ΔL3分别为10%，20%，100%控制应力预应力筋伸长量。

3.5.4预应力张拉程序

在预应力张拉时，首先施加10%的控制应力，然后增加到20%，最后增加到100%，并使之持续5 min。

3.5.5张拉操作步骤

1)钢绞线、千斤顶就位(调试)。将工作锚环套放在钢绞线束上，使其靠近下锚垫板后塞紧夹片，然后安装对中(承压套)。安装千斤顶，使钢绞线穿过千斤顶，然后安装工具锚并塞住夹片。安装过程中工作锚与工具锚之间不能出现有绞线情况。当千斤顶适当靠近对中套筒时，对千斤顶的位置进行调整，使千斤顶、锚环和孔道在同一轴线上。当施加初始应力时，确保不会改变上述安装条件。

2)张拉至初始应力。张拉纵向初应力过程中，应同时顶起两端，加载至钢绞线初应力，应在两端再次检查锚具的对中情况。如果找正不够准确，应卸下千斤顶并重新找正，最后测量油缸的长度，并在工具锚夹片子处标记滑丝，进行一端张拉一端控制。

3)张拉至控制应力。当初应力张拉后，两端同时顶起，两端均匀同步张拉至钢绞线束张拉控制应力。重新测量油缸长度，计算并检查伸长值，检查有没有断丝情况。负载保持5 min后，回油并卸下锚。

3.5.6钢绞线切割

当张拉完成后在靠近锚具的钢绞线上环周围做明显标记，复查无新断丝，且在梁体挠度测量合格，由监理现场确认无问题之后，才能对之进行钢绞线切割，准备压浆施工。在切割的过程中，应用砂轮机完成，且注意保持与锚具之间的距离，避免切割损伤到锚具。此外，在进行切割的过程中，应注意对锚垫板根部的预应力筋做降温处理，避免因为切割引起温度过高，使得钢绞线出现滑丝的情况。在完成切割之后，应对锚具做防锈处理。

3.5.7压浆与封锚

1)压浆。

预应力钢筋张拉施工完成后，应在48 h内封堵锚具并完成压浆作业。a.压浆管的布置。在纵向预应力两端分别设有压浆孔以及出浆孔，上端排气孔采用锚板上拉缝留孔处理，阀门安装在与压浆孔连接的压浆管上。压浆后泥浆不得流出，以确保泥浆的密度。b.泥浆拌合。浆体强度等级不得低于M55，水泥强度等级采用42.5低碱普通硅酸盐水泥，并加入高性能无收缩防腐灌浆剂，掺量通过试验后确定，灌浆剂技术指标符合相关要求。水泥浆进入注浆泵之前通过1.2 mm的筛网进行过滤。严格依照设计配比进行调配，在拌制的过程中，先加入水，然后向其中添加对应比例的水泥和灌浆剂，控制搅拌时间，通常时间在3 min～5 min，但从开始搅拌到将浆体压入孔道，该过程的持续时间不能大于40 min,且在此期间内应保持持续性搅拌。此外，在压浆入管的过程中，应注意控制环境温度和浆体入管温度，环境温度应大于5 ℃，在低于该数值时，采用保温措施。c.压浆工艺。采用真空辅助压浆技术首先要进行泌水率、膨胀性能和防锈性能试验，这些工作试验室已完成。通常流动试验应用锥形漏斗来完成，观测流动时间、最大自由膨胀率、限制膨胀率等参数。压浆施工应用的是压浆效率为3 m3/h的连续式压浆泵，其型号为ZGG43型。

通常情况下后张预应力筋容易出现被腐蚀的现象，对其原因进行分析，可能因为压浆施工的过程中，存在不密实的情况，使得压入管内的浆体存在气泡，且在凝固之后出现空隙；其次水泥浆其本身在压浆过程中较容易出现泌水、离析的情况，这也是压浆气泡、空隙存在的主要因素，进而在后期对预应力筋产生腐蚀作用。

本工程采用的真空辅助灌浆主要采用真空泵将孔道内空气抽成负压，通常压力值为-0.06 MPa～-0.08 MPa，且在压力值保持稳定之后，打开压浆阀门，开启压浆泵，对孔道进行持续性压浆。与此同时，应用另一台压浆机在孔道另一端向其中压入拌制完成的水泥浆，通常压力值设定在0.4 MPa～0.5 MPa，通过这种方式能够有效提升压浆的密实度，降低气泡形成率。

压浆过程中使用的胶管一般应不大于30 m。当长度超过此值，应适当增加压力，但长度通常不能超过40 m。在压浆施工过程中，应注意下面几个问题：对预应力管道进行清洗，用空压机将管道中的残余水吹干。严格规范压浆、配浆过程，且在实际压浆中注意观察情况。避免出现串孔、漏浆的情况。如果发现这些情况，应对之及时做出处理。且在压浆中由于意外情况不能将孔道一次性灌注完成，则应当采用高压水清理管道，并用空压机将管内积水吹净，故障处理后再进行正常压浆。

2)封锚。

当管道压浆完成后根据设计要求，采用C55干硬性补偿收缩混凝土进行封锚。为了保证混凝土良好的性能，在对之做封锚处理之前，通常需进行防水处理。在封锚时，先在端口的位置安装钢筋网，将之绑扎成钢筋骨架，最后进行混凝土浇筑，且采用聚氨酯防水涂料涂抹。

4 结语

预应力技术属于施工中的基础施工技术，在提高施工效率的同时，还应加强技术施工，在保证工程质量的同时，保证工程的安全稳定。在桥梁和公路的施工中，预应力技术也应保证其技术的不断改进，进一步推动我国路桥事业的发展进程。